Szinapszisok: felépítés, funkció és betegségek

szinapszisok az idegsejtek és az érzékszervi, izom- vagy mirigysejtek, vagy két vagy több idegsejt közötti kapcsolódási pontok. Jelek és ingerek továbbítására szolgálnak. Az ingerületátvitel többnyire kémiai úton történik a neurotranszmitterek segítségével. Vannak még szinapszisok amelyek továbbítják az akciós potenciál közvetlenül elektromos eszközökkel, ami gyorsabbá teszi az ingerek átadását, és ezért előnyös például az izmokban reflex. Elektromos szinapszisoka kémiai szinapszisokkal ellentétben az ingereket mindkét irányban továbbíthatja.

Mik a szinapszisok?

A szinapszisok lehetővé teszik az ingerek és jelek továbbítását az idegsejtek (neuronok), valamint az idegsejtek és az érzékszervi, izom- és mirigysejtek között. A név Sir Charles Sherrrington brit fiziológusra nyúlik vissza, és az ókori görög „syn” for együttes és a „haptein” kifejezésből származik. Az adócella és a vevőcella közötti ingerületátvitel típusa szerint különbséget tesznek kémiai és elektromos szinapszisok között. Kémiai szinapszisokban a küldő sejt által továbbítandó elektromos potenciál kémiai hírvivővé alakul (neurotranszmitter) a szinaptikus membránon. A küldő és a fogadó cella szinapszisai között fennálló keskeny rést a neurotranszmitter és a korábban elektromos akciós potenciál visszafordítják eggyé. Ha a befogadó sejt izom- vagy mirigysejt, akkor cselekvéssé alakul át, vagy egy másik idegsejt esetén elektromos úton továbbítja akciós potenciál. Ennek a jelátvitel-típusnak az az előnye, hogy irányított, egyirányú információátadásról van szó. Ezzel szemben az elektromos szinapszisok mindkét irányban, kétirányban továbbíthatják az ingereket.

Anatómia és felépítés

A szinapszis mindig egy továbbító részből vagy adóból áll, az egyik terminál gombja axon amely az úgynevezett preszinaptikus membránnal végződik. A szinapszis ellentétes befogadó része, a dendrit terminális gombja a posztszinaptikus membránnal végződik. A preszinaptikus és a posztszinaptikus membrán között a szinaptikus hasadék. Nagyon keskeny és kémiai szinapszisokban 10-20 nm. Az elektromos szinapszisokban a rés csak a 3.5 nm körüli értékeket éri el. Emberben a szinapszisok számát elképzelhetetlen értéken, körülbelül 100 billióra becsülik, ami egy 1-et jelent 14 nullával. Az axonok preszinaptikus terminális gombjai specifikus neurotranszmittereket tartanak az úgynevezett vezikulákban. Az energia biztosítása érdekében a terminál gombjai számos elemet tartalmaznak mitokondrium és még más organellák. Amikor akciós potenciál érkezik, a vezikulák kiürítik a neurotranszmittereket a szinaptikus hasadék exocitózis során. A szinapszis receptor része, egy dendrit vagy akciósejt (izom vagy mirigy sejt) terminális gombja membránjában speciális receptorokat tartalmaz, amelyekhez a felszabadult neurotranszmitter dokkolhat, amelynek eredményeként elektromos cselekvési potenciál vagy izomösszehúzódás vagy mirigy szekréció válik át.

Funkció és feladatok

Funkciójuktól függően a szinapszisok feloszthatók effektor szinapszisokra, érzékelő szinapszisokra és interneuronális szinapszisokra.

  • Az effektor szinapszisok biztosítják a kapcsolatot az idegsejtek és az izomsejtek vagy az idegsejtek és a mirigy sejtjei között.
  • A gerjesztő effektor-szinapszisok arra szolgálnak, hogy az izomsejtek összehúzódjanak vagy a mirigysejtek kiválasztódjanak.
  • A gátló effektor szinapszisok viszont ellentétes információt közvetítenek, nevezetesen az izmok ellazítására és a mirigy szekréciójának megállítására.
  • Az érzékelő szinapszisok feladata, hogy érzékelő jeleket fogadjanak az érzékelő sejtekből és olyan receptorokból, mint a retina fotoreceptorai, fájdalom receptorok (nociceptorok), hőérzékelők, nyomás- és feszültségérzékelők és még sokan mások, és továbbítják azokat a megfelelő kapcsolóközpontokba a agy.
  • Az interneuronális szinapszisok, amelyek keresztkötést képeznek két vagy több neuron között, hatalmas mennyiségben fordulnak elő a agy. Nagyszámú elképzelhető összekapcsolás létezik, gyakorlatilag mindegyik szintén előfordul, mindegyiknek más-más feladata van.

Például vannak kapcsolatok az axonok és a dendritek között,

Axonok és sejttestek (soma), két neuron dendritfonatai között, és közvetlen kapcsolatok két neuron sejttestei között. Az interneuronális szinapszisokat komplex információfeldolgozásra használják, például az autonómia területén belül idegrendszer, hanem a komplex információk összképpé történő feldolgozására is a központi idegrendszerben.

  • A kémiai szinapszisok mindegyike egy adott neurotranszmitterre specializálódott, vagy megtartja az adott neurotranszmittert vezikuláikban. Ezért a kémiai szinapszisok differenciálhatók „neurotranszmittereik”, például adrenerg, kolinerg és dopaminerg szinapszisok szerint, a hordozott neurotranszmitterek szerint is. adrenalin, acetilkolin or dopamin.
  • Az elektromos szinapszisok ott játszanak, ahol az ingerület átadásának rendkívüli sebessége fontos, például az izom kiváltásában reflex.

Panaszok és betegségek

2014-ben a baltimore-i kutatók bizonyították ezt gén mutációk vezet a szinapszis kialakulásának károsodásához, amely mentális betegségeket okozhat, mint pl skizofrénia és őrnagy depresszió. Sokkal ismertebb, hogy a méreganyagok vezet a szinapszis működésének zavaraihoz, amelyek néha súlyos következményekkel járnak. Vagy az anyagok gátolják a neurotranszmitterek felszabadulását a szinaptikus hasadék vagy annyira hasonlítanak a neurotranszmitterekhez, hogy a helyükön dokkolják a posztszinaptikus membrán receptorait. Mindkét esetben a szinaptikus funkció jelentősen megszakad és blokkolódik. Példa az exocitózis blokkolására a preszinaptikus membránon botulinum toxin a Clostridia szintetizálja baktériumok. A neurotoxin, más néven Botox, bénító hatással van az izmokra - hasonlóan a tetanusz toxin - mert az effektor szinapszisok már nem képesek összehúzódási ingert átadni az izomrostoknak. Súlyos esetekben ez megteheti vezet halálos légzési bénulásig. Számos pók-, rovar- és medúzaméreg, valamint a különféle gombákból származó mérgek szinapszismérgek. Kábítószer mint például alkohol, nikotin, hallucinogének, mint pl LSD, és még pszichotróp gyógyszerek változatos hatású szinapszismérgek is.